专利名称：海上油田伴生气分离方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于的气体分离的技术领域，具体涉及一种海上油田伴生气分离方法及装置。
背景技术：
目前，国内的燃气内燃机近年发展迅速，已经逐步投入实际运行阶段，并取得一定的实际效益。但燃气内燃发动机对燃料气品质是有一定要求的，当燃料气中含有过高的重碳氢化合物时，会造成机组排气门及废气涡轮的积碳，严重时富烃燃料会引起爆燃，造成点火室的严重损伤，同时发动机的效率降低，酸性气体和水会产生腐蚀性问题。鉴于燃气内燃机对燃气品质的要求，目前多数国产燃气内燃机运用于煤矿等甲烷
含量较高的场所，在以石油伴生气为主要燃料的海上油田运用还在研究试验阶段。由于油田伴生气中含有大量重烃组份，为了能在海上油田使用燃气内燃机机组，必须要对伴生气中的重组份进行分离，现有常规重烃分离措施主要采用压缩、脱水、精馏技术，使伴生气经过加压后，通过丙烷冷却后进入吸收塔分离甲烷、乙烷轻组份，分离后的重烃进入脱丁烷塔进行C6以上组份的分离，分离后的C3\C4组份进入罐体储存。然而，这种方法往往占地面积大、流程复杂、动设备多、投资大等特点，在“寸土寸金”的海上油田是难以实现的。因此迫切需要一种能够降低投资成本、减少占地面积、流程简单的技术来分离燃气中的重烃组份，从而实现燃气内燃机可稳定的在海上油田运行。上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种海上油田伴生气分离方法及装置，其将海上油田伴生气的重组份有效分离，截留的尾气作为燃气内燃机的使用，渗透侧回收燃气中C3以上的重烃组分则放空到火炬系统处理，降低了海上油气田在燃气重组份分离上的投资成本，节约大量气体能源。本发明的目的通过以下技术方案实现
提供一种海上油田伴生气分离方法，包括如步骤
51、过滤预处理，先将油田伴生气经聚结过滤器过滤以脱除气体中含有的固体杂质和微小液滴；
52、反向渗透过滤处理，过滤后的气体在一定的压差推动下经反向渗透过滤膜分离器过滤，反向渗透过滤膜分离器的渗透侧得到富集的重烃气体，非渗透侧得到未渗透气体。提供一种海上油田伴生气分离装置，包括聚结过滤器和反向渗透过滤膜分离器，聚结过滤器的入气端接有调节阀，聚结过滤器的出气端接反向渗透过滤膜分离器的进气端，反向渗透过滤膜分离器的渗透侧接火炬系统，非渗透侧接有尾气控制阀，尾气控制阀接燃气发电机组。其中，所述反向渗透过滤膜分离器为两级反向渗透过滤膜分离器。其中，所述聚结过滤器安装有差压变送器。其中，所述聚结过滤器的出液端安装有排液阀，聚结过滤器上安装有磁翻板液位计，磁翻板液位计与排液阀连接，当液位达到一定的液位高度时排液阀打开，低于一定液位时排液阀关闭。其中，所述聚结过滤器的出气端和反向渗透过滤膜分离器的进气端之间设有原料气流量计、膜分离进气温度变送器、膜分离进气压力变送器。其中，所述反向渗透过滤膜分离器的渗透侧安装有渗透气压力变送器。其中，所述反向渗透过滤膜分离器的非渗透侧安装有尾气流量计。其中，所述反向渗透过滤膜分离器的非渗透侧安装有尾气压力变送器。本发明通过反向渗透过滤膜的技术运用，通过对渗透过滤膜渗透侧(高压侧)和非渗透侧(低压侧)压力调整，将膜法分离(渗透过滤膜)系统截留的尾气变为燃气的高压侧供给燃气内燃机的使用，而膜法分离(渗透过滤膜)系统渗透则变为低压侧放空到火炬系统处理，从而使海上油气田燃气中的重组份得到有效分离，使得燃气内燃机稳定运行，有效的降低了海上油气田在燃气重组份分离上的投资成本，节约大量气体能源。
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是海上油田伴生气分离装置的结构示意图。
具体实施例方式为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明的核心在于提供一种海上油田伴生气分离方法及装置，其将海上油田伴生气的重组份有效分离，截留的尾气作为燃气内燃机的使用，渗透侧回收燃气中C3以上的重烃组分则放空到火炬系统处理，降低了海上油气田在燃气重组份分离上的投资成本，节约大量气体能源。本发明所述的一种海上油田伴生气分离方法，包括如步骤
51、过滤预处理，先将油田伴生气经聚结过滤器过滤以脱除气体中含有的固体杂质和微小液滴；
52、反向渗透过滤处理，过滤后的气体在一定的压差推动下经反向渗透过滤膜分离器过滤，反向渗透过滤膜分离器的渗透侧得到富集的重烃气体，非渗透侧得到未渗透气体。如图1所示，本发明所述的一种海上油田伴生气分离装置，包括聚结过滤器2和反向渗透过滤膜分离器6，聚结过滤器2的入气端接 有调节阀1，聚结过滤器2的出气端接反向渗透过滤膜分离器6的进气端，反向渗透过滤膜分离器6的渗透侧接火炬系统，非渗透侧接有尾气控制阀7，尾气控制阀7接燃气发电机组。所述反向渗透过滤膜分离器6为两级反向渗透过滤膜分离器。所述聚结过滤器2安装有差压变送器3。所述聚结过滤器2的出液端安装有排液阀5，聚结过滤器2上安装有磁翻板液位计4，磁翻板液位计4与排液阀5连接，当液位达到一定的液位高度时排液阀5打开，低于一定液位时排液阀5关闭。所述聚结过滤器2的出气端和反向渗透过滤膜分离器6的进气端之间设有原料气流量计8、膜分离进气温度变送器10、膜分离进气压力变送器11。所述反向渗透过滤膜分离器6的渗透侧安装有渗透气压力变送器13，所述反向渗透过滤膜分离器6的非渗透侧安装有尾气流量计9和尾气压力变送器12。本发明的工作原理如下油田伴生气经调节阀I进入聚结过滤器2，脱除气体中含有的固体杂质和微小液滴。差压变送器3显示气体通过聚结过滤器的压差，由此判断过滤器滤芯阻塞情况，当运行差压达到H时预警，当运行差压达到HH时，报警提示需要停车更换滤芯。聚结过滤器上安装有带远传变送功能的磁翻板液位计4，当液位达到一定的液位高度，排液阀5会自动打开，防止液体进入膜组件而损坏膜组件，低于一定液位时排液阀5 自动关闭。经过滤预处理后的原料气进入串联的两级反向渗透过滤膜分离器6。在一定的压差推动下，反向渗透过滤膜分离器的渗透侧得到富集的重烃气体(亦称渗透气)去火炬系统，未渗透气体(亦称尾气)经尾气控制阀7，去燃气发电机组。进入反向渗透过滤膜分离器的气体流量，由原料气流量计8指示；离开反向渗透过滤膜分离器的气体流量，由尾气流量计9指示。在反向渗透过滤膜分离器进气端的进气温度变送器10，用于显示膜分离进气温度，这个温度参与进气流量的温度补偿。其中当进气温度达到H时，报警原料气温度高。当进气温度达到HH时，报警原料气温度过高，并联锁停车。膜分离进气压力变送器11和尾气压力变送器12这两个压力分别参与进气流量，尾气流量的压力补偿，渗透气压力变送器13显示渗透气压力，当渗透气压力达到H时，报警显示“渗透气压力高”。当渗透气压力达到或高于HH时报警显示“渗透气压力过高”并执行联锁停车程序。反向渗透过滤膜分离器的操作压力通过尾气控制阀7来控制，燃气机组的燃气供给量(膜系统尾排气量)通过调节阀I控制。下面对反向渗透过滤膜分离器的结构和原理进行介绍。气体膜分离原理气体膜分离技术是一种基于溶解扩散机理的新型气体分离技术，其分离的推动力是气体各组分在膜两侧的分压差，利用气体各组分通过膜时的渗透速率的不同来进行气体分离的。反向渗透过滤膜分离器的核心部件是3个高分子材料制成的卷式有机气体分离膜，其是将一张较大的有机气体分离膜，绕中空并布有众多渗透孔圆柱形钢管进行席卷多圈而形成圆柱形状。工作原理是一种溶解扩散机理，即气体首先溶解于膜的一侧表面，然后沿着膜中浓度梯度扩散到膜的另一侧，最后在膜的另一侧表面解吸。由于各气体组分在聚合物薄膜中的溶解扩散系数的差异，从而导致气体透过膜的渗透速率不同，在驱动力——各气体组分在膜两侧分压差的作用下，分子量大、沸点高的气体，如丙烷、丁烷、戊烷、C6+等重烃膜内的溶解度大，渗透速率快，在膜的渗透侧富集，而渗透速率较慢的气体(如N2，CH4等)则在膜的高压侧滞留而被富集，从而实现与分子量小、沸点低的气体如甲烷、乙烷的分离。采用本发明的分离效果与燃气机要求对比
权利要求
1.一种海上油田伴生气分离方法，包括如步骤51、过滤预处理，先将油田伴生气经聚结过滤器(2)过滤以脱除气体中含有的固体杂质和微小液滴；52、反向渗透过滤处理，过滤后的气体在一定的压差推动下经反向渗透过滤膜分离器(6)过滤，反向渗透过滤膜分离器的渗透侧得到富集的重烃气体，非渗透侧得到未渗透气体。
2.一种海上油田伴生气分离装置，其特征在于包括聚结过滤器(2)和反向渗透过滤膜分离器(6)，聚结过滤器(2)的入气端接有调节阀(1)，聚结过滤器(2)的出气端接反向渗透过滤膜分离器(6)的进气端，反向渗透过滤膜分离器(6)的渗透侧接火炬系统，非渗透侧接有尾气控制阀(7 )，尾气控制阀(7 )接燃气发电机组。
3.根据权利要求2所述的海上油田伴生气分离装置，其特征在于所述反向渗透过滤膜分离器(6)为两级反向渗透过滤膜分离器。
4.根据权利要求2或3所述的海上油田伴生气分离装置，其特征在于所述聚结过滤器(2)安装有差压变送器(3)。
5.根据权利要求2或3所述的海上油田伴生气分离装置，其特征在于所述聚结过滤器(2)的出液端安装有排液阀(5)，聚结过滤器(2)上安装有磁翻板液位计(4)，磁翻板液位计(4)与排液阀(5)连接，当液位达到一定的液位高度时排液阀(5)打开，低于一定液位时排液阀(5)关闭。
6.根据权利要求2或3所述的海上油田伴生气分离装置，其特征在于所述聚结过滤器(2)的出气端和反向渗透过滤膜分离器(6)的进气端之间设有原料气流量计(8)、膜分离进气温度变送器(10 )、膜分离进气压力变送器(11)。
7.根据权利要求2或3所述的海上油田伴生气分离装置，其特征在于所述反向渗透过滤膜分离器(6 )的渗透侧安装有渗透气压力变送器(13)。
8.根据权利要求2或3所述的海上油田伴生气分离装置，其特征在于所述反向渗透过滤膜分离器(6 )的非渗透侧安装有尾气流量计(9 )。
9.根据权利要求2或3所述的海上油田伴生气分离装置，其特征在于所述反向渗透过滤膜分离器(6)的非渗透侧安装有尾气压力变送器(12)。
全文摘要
本发明公开了一种海上油田伴生气分离方法及装置。海上油田伴生气分离方法，包括如步骤S1、过滤预处理，先将油田伴生气经聚结过滤器(2)过滤以脱除气体中含有的固体杂质和微小液滴；S2、反向渗透过滤处理，过滤后的气体在一定的压差推动下经反向渗透过滤膜分离器(6)过滤，反向渗透过滤膜分离器的渗透侧得到富集的重烃气体，非渗透侧得到未渗透气体。分离装置包括聚结过滤器(2)和反向渗透过滤膜分离器(6)，聚结过滤器(2)的入气端接有调节阀(1)，聚结过滤器(2)的出气端接反向渗透过滤膜分离器(6)的进气端，反向渗透过滤膜分离器(6)的渗透侧接火炬系统，非渗透侧接有尾气控制阀(7)，尾气控制阀(7)接燃气发电机组。
文档编号C10L3/10GK102994186SQ20121058832
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者韦海明, 叶冠群, 李跃喜, 李晓磊, 李雄, 李卫团, 曹明勇, 黄敢, 宫启贵, 陈汝泽, 潘金辉 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司湛江分公司